Синтез-газ как альтернатива природному газу

Подписанные 4 декабря 2013 соглашения между Президентами Украины и Китая об инвестициях и строительстве энергетических объектов в Украине по производству синтез-газа открывают новую страницу в истории энергосбережения Украины.

Производство синтетического газа позволит предприятиям Украины заместить российский природный газ ресурсом собственного производства, тем самым снизить себестоимость и повысить конкурентоспособность продукции украинских предприятий на мировом рынке.

Рассказать о работе установок по производству синтез-газа для нужд средних и крупных предприятий мы попросили представителя ООО «ТЭК» Павла Николаевича Селиванова.

Выступление Павла Николаевича Селиванова на конференции «Системы гарантированного электропитания и автоматизации-2013»
(подробнее о конференции)

Павел Николаевич, Вы недавно выступали на конференции "Системы гарантированного электропитания и автоматизации" с докладом об установках быстрого пиролиза. Расскажите вкратце об этой технологии.

Быстрый пиролиз (БП) - термическая деструкция вещества без доступа кислорода, при которой скорость нагрева исходного вещества составляет сотни, тысячи градусов в доли, единицы секунды (БП условно подобен процессу попадания капли воды в раскаленное масло - «взрывное вскипание»). Реактор абляционного типа позволяет передать тепловую энергию исходному веществу по принципу твердое тело — твердое тело. Попадая в реактор установки быстрого пиролиза, органические частицы при очень высокой скорости нагрева (доли секунды) без доступа кислорода, переходят из одного состояния вещества в другое состояние, испытывая при этом энтропийный взрыв (разрыв молекулярных связей), сопровождающийся выделением большого количества тепловой энергии. Далее происходит соединение атомов в новые молекулы, с получением на выходе новых веществ, отличных по своим свойствам от свойств исходного сырья.

Какие отходы можно использовать в установках БП?

Методом быстрого пиролиза можно разлагать любое органическое сырье:
- Отходы лесной и деревообрабатывающей промышленности, а также санитарные древесные отходы — поваленные деревья, отходы городской санитарной порубки;
- Торф;
- Отходы целлюлозно-бумажных комбинатов, лигнин;
- Отходы АПК и отдельных фермерских хозяйств;
- Отходы резины, автомобильные и авиационные покрышки;
- Отходы угольных обогатительных фабрик, угольный шлам, измельченный уголь;
- Отходы нефтедобычи некондиционная загрязненная и обводненная нефть, шламы;
- Отходы пищевой и алкогольной промышленности (дробина, барда);
- Утилизация различных иловых отложений, в том числе осадки сточных вод очистных сооружений;
- Утилизация твердых бытовых отходов после их сортировки.

На кого рассчитаны установки по производству синтез-газа?

Промышленные установки выпускаются со следующими усредненными производственными характеристиками:
- Синтетический газ – 1000м3/час (теплотворная способность 8000ккал)
- Тепло – 1,6Гкал/час или ≈1,9МВт /час (с t≈100˚C), без учета горячей воды с контура охлаждения и перегретого пара реактора
- ВУМ – 400кг/час (теплотворная способность 7000ккал)
- Синтетическая нефть – продукт конденсации синтез – газа

Данные установки интересны средним и крупным предприятиям Украины.

Установки локального кластерного типа, позволяют осуществить децентрализованное снабжение энергоресурсами (синтез-газ, тепло) производственных участков предприятий Украины.

Применение энергетических продуктов установки быстрого пиролиза абляционного типа. Синтетический газ (синтез – газ) – замещает добываемый природный газ в производственных процессах, а именно: технология, котельные и ТЭЦ, инфракрасные трубчатые газовые обогреватели и теплогенераторы, газовые калориферы для общего промышленного обогрева, тригенерационные электростанции. Высокоуглеродистый материал (ВУМ), полукокс – ценный продукт, сырье для активированного угля класса «А». Используется в процессе органического синтеза для изготовления более 100 наименований продукции в металлургии, химии, энергетике и системах ЖКХ (как высококалорийное топливо), фармацевтике, производстве РТИ и на других производствах, для генерации тепловой энергии. Тепловая энергия – генерируется в процессе работы установки. Используется на подогрев сетевой воды, общий промышленный обогрев, генерацию электроэнергии по циклу Ренкина. Синтетическая нефть - сырье - заменитель ископаемой нефти. Продукт конденсации синтез – газа. Используется для: органического синтеза, нефтепереработки, производства моторного и печного топлива, в системах ТЭЦ и котельных.

Расскажите о влиянии установки быстрого пиролиза абляционного типа на окружающую среду?

Экологическая безопасность установки быстрого пиролиза абляционного типа обуславливается замкнутым циклом производственного процесса, а также применением автоматизированной системы управления технологическим процессом производства. Данная технология строится (практически) на принципах безотходной технологии, без каких-либо выбросов и утилизации отходов (их просто нет).

По своему составу и теплотворной способности синтетический газ соответствует природному газу. При этом СО2 в составе синтетического газа практически отсутствует. Горячий воздух установки экологически чистый.

Где работают Ваши установки?

В Сербии и России с 2006 года. Установки промышленного типа на древесине (черная сосна), соломе и отходах АПК, торфе. Установки пилотного типа практически на всех вышеперечисленных органических отходах.

Расскажите о стоимости оборудования и эксплуатации установок. Какой средний срок окупаемости установок?

Капитальные затраты на установку быстрого пиролиза абляционного типа с усредненными производственными характеристиками составляет около 1,5 млн долларов США. Средний срок окупаемости составляет около 3 месяцев и зависит от практического использования энергоресурсов производимых установкой на нужды предприятий.

Есть ли у Вас проекты в Украине? Какие у Вас планы на украинском рынке?

Проектов в Украине пока нет. Выход данной технологии на украинский рынок состоялся в сентябре 2013 года. Я рассчитываю на период адаптации до 1,5 лет. Период реализации проекта запуска установки 6-9 месяцев.

Планируется масштабное внедрение данной технологии в Украине. После запуска первых установок планируется начать их производство в Украине. Перспектива – до 3-х лет.

В первую очередь рассматриваются проекты в интересах предприятий АПК, деревопереработки и добычи торфа, производства картона и бумаги, производства льна. Одновременно будут рассматриваться заявки предприятий пищевой, алкогольной и химической промышленности, производящих полимеры и т.п; предприятий нефтепереработки и нефтедобычи, угольных предприятий страны и т.п.

Мы будем разрабатывать проекты для полигонов ТБО и очистных сооружений (иловые отложения), для утилизации резины и покрышек.

Насколько, на Ваш взгляд, развита законодательная база в Украине относительно получения и использования синтез-газа?

Про синтетический газ, как энергоресурс возобновляемой энергетики, в законодательной базе Украины упоминаний нет. По сути, синтетический газ - это тоже биогаз, полученный другим способом (разложение исходного вещества без доступа кислороды при больших температурах и высокой скорости нагрева).
Поэтому, на данном этапе, разработка проектов, строительство и запуск в эксплуатацию установок быстрого пиролиза абляционного типа будут осуществляться с учетом законодательной базы прописанной для биогазовых установок (анаэробное сбраживание).

Автор: Дмитрий Ходоров